3. 7.ă ỄCăĐ NHă ỄCăSU TăTHI TăH IăP X:
3.10. TÍNH TOÁN RI RO DO SÉT CHO MT CÔNG TRÌNH
Tính toán r iăroăchoătr măvi năthôngăđ tă ăkhuăv căTpăH ăChíăMinh,ăkíchă th că nhƠă tr mă 5 4 4m,ă chi uă caoă thápă antenă lƠă 45m m tă đ sét khu v c là 12
(lần/km2 năm), khôngăcóăcôngătrìnhăkhácălơnăc n,ăđi nătr ăsu tăđ tăkhuăv că200Ωm.ă Cápăngu năcóăchi uădƠiă600m,ăcápăvi năthôngăcóăchi uădƠiă1000m,ăc ăhaiăđ uăđ că điăng măd iăđ t.
Bảng thông số, đặc điểm nhà trạm
Thông s Kí hi u Giá tr
M tăđ sét khu v c (lần/km2 năm) Ng 12
Kíchăth c (m) L, W, H 5, 4, 4
H s v trí CD 1 B ng 3.7
Giáătr ăxácăsu tăph ăthu căm căđ b o v ch ng sét
(LPS) PB 1 B ng 3.12
Giáătr ăxácăsu tăph ăthu căcácăSPDăđ căthi tăk ă
(LPL) PEB 1 B ng 3.17
M căđ ăcheăch năbênăngoƠi KS1 1
V tăli uăsƠn rt 10-2 B ng 3.22
B oăv ăch ngăđi năgi tădoăsétăđánhătr căti p PTA 1 B ng 3.11
B oăv ăch ngăđi năgi tădoăsétălanătruy nătrênănh ngă
đ ngădơyăd chăv PTU 1 B ng 3.16
R iăroăcháy rf 10-2 B ng 3.24
B oăv ăphòngăcháy rp 0,5 B ng 3.23
M căđ ăcheăch năb oăv ăbênătrong KS2 1
H ăs ănguyăhi măđ căbi t hZ 1 B ng 3.25
Choă thi tăh iă
L1
H s nguy hi mădoăđi n áp ti p xúc và
đi năápăb c LT 10-2
B ng 3.21
H s nguy hi m do thi t h i v t ch t LF 10-1
H s nguy hi mădoăl iăh ăth ngăbênătrong LO 10-1
Choă thi tăh iă
L2
H s nguy hi m do thi t h i v t ch t LF 10-2
B ng 3.27
Bảng thông số, đặc điểm các đường d ngu n đi vào trạm
Thông s Kí hi u Giá tr
Chi u dài (m) LP 600
H ăs ăl păđ t Cl 0.5 B ng 3.8
H ăs ăph ăthu căd ngăđ ngădơy CT 1 B ng 3.9
H ăs ămôiătr ng CE 1 B ng 3.1
H ăs ăph ăthu căvƠoăbi năphápăb oăv ,ăn iăđ t,ă cáchăly
CLD 1
B ng 3.14
CLI 1
Đi năápăch uăxungăc aăthi tăb UW 2.5
Từ UW PLD 1 B ng 3.18
Từ UW PLI 0.3 B ng 3.19
Từ UW KS4 0.4
H s ph i h p các SPD PSPD/P 1 B ng 3.13
H ăs ăchoăd ngăb oăv ăđ ngădơyăbênătrong KS3/P 1 B ng 3.15
Bảng thông số, đặc điểm các đường d vi n thông đi vào trạm
Thông s Kí hi u Giá tr
Chi u dài (m) LT 1000
H ăs ăl păđ t Cl 0.5 B ng 3.8
H ăs ăph ăthu căd ngăđ ngădơy CT 1 B ng 3.9
H ăs ămôiătr ng CE 1 B ng 3.1
H ăs ăph ăthu căvƠoăbi năphápă b oăv ,ăn iăđ t,ăcáchăly
CLD 1
B ng 3.14
CLI 1
Đi năápăch uăxungăc aăthi tăb UW 1.5
Từ UW PLD 1 B ng 3.18
Từ UW PLI 0.5 B ng 3.19
Từ UW KS4 0.6
H s ph i h p các SPD PSPD/P 1 B ng 3.13
H ăs ăchoăd ngăb oăv ăđ ngădơyă
bên trong KS3/P 1 B ng 3.15
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhătr c ti p vào công trình: AD = 0 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăthápăanten: AD/anten=ăπ(3.Hanten)2 = 3,14.(3.45)2 = 57226 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhăg n công trình:
AM=ăπ.5002ậ AD/anten = 3,14.5002 ậ 57226 = 727774 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây ngu n: AL/P = 40.LP = 40.600 = 2400 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây vi n thông: AL/T = 40.LT = 40.1000 = 40000 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhăg năđ ng dây ngu n: Al/P = 4000.Lp = 4000.600 = 24.105 m2
- Di n tích r iăroăkhiăsétăđánhăg năđ ng dây vi n thông: Al/T = 4000.LT = 4000.1000 = 4.106 m2
S l n sét đánh vƠo các khu v c r i ro trong n m:
- S l năsétăđánhătr c ti păvƠoătr măvi năthông:
6 6 / . . .10 12.57226.1.10 0,687 D g D anten D N N A C (lần năm) - S l năsétăđánhăg nănhƠătr m: 6 6 . .10 12.727774.10 8.733 M g M N N A (lần năm)
- S l năsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây ngu n:
6 6
/ . / . / . / . / .10 12.24000.0,5.1.1.10 0,144
L P g L P l P E P T P
N N A C C C (lần năm)
- S l năsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây vi n thông:
6 6
/ . / . / . / . / .10 12.40000.0,5.1.1.10 0.24
L T g L T l T E T T T
N N A C C C (lần năm)
- S l năsétăđánhăg năđ ng dây ngu n:
6 5 6
/ . / . / . / . / .10 12.24.10 .0,5.1.1.10 14,4
l P g l P l P E P T P
N N A C C C (lần năm)
- S l năsétăđánhăg năđ ng dây vi n thông:
6 6 6
/ . / . / . / . / .10 12.4.10 .0,5.1.1.10 24
l T g l T l T E T T T
R i ro thi t h i v con ng i R1:
- Nh ngăgiáătr ăt năth tăL: ( nZ = nt = 3; tz = 8760)
LA-1 = LU-1 = rt.LT.nz/nt.tz/8760 = 10-2.10-3.3/3.8760/8760 = 10-4 LB-1 = LV-1 = rp.rf.hz.LF.nz/nt.tz/8760 = 0,5.10-2.1.10-1.1 = 5.10-4 LC-1 = LM-1 = LW-1 = LZ-1 = LO.nz/nt.tz/8760 = 10-1.1 = 10-1 - Nh ngăr iăroăthƠnhăph n:
+ăR iăroăt năth ngăv ăconăng iădoăđi năgi t:
RA-1ă=ă0ă(Doăkhôngăcóăconăng iălƠmăvi căbênăngoƠiătr m) + R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoătr m:
RB-1 =ND.PB.LB-1 = 0,687.1.5.10-4 = 3,43.10-4
+ R iăroăgơyăraăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây ngu n: RU/P-1 = NL/P.PU.LU-1 = 0,144.10-4 = 1,44.10-5
V i:ăPU = PTU.PEB.PLD.CLD = 1.1.1.1 = 1
+ R iăroăgơyăraăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ngădơyăvi năthông: RU/T-1 = NL/T.PU.LU-1 = 0,24.1.10-4 = 2,4.10-5
+ R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây ngu n: RV/P-1 = NL/P.PV.LV-1 = 0,144.1.5.10-4 =7,2.10-5
V iăPV = PEB.PLD.CLD = 1.1.1 = 1
+ R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ngădơyăvi năthông: RV/T-1 =NL/T.PV.LV-1 = 0,24.1.5.10-4 = 1,2.10-4
R1 = RA-1 + RB-1 + RU/P-1 + RV/P-1 + RU/T-1 + RV/T-1
= 0 + 3,43.10-3 + 1,44.10-5 + 7.2.10-5 + 2,4.10-5 + 1,2.10-4 = 5,734.10-4 R i ro thi t h i v d ch v R2:
- Nh ngăgiáătr ăt năth tăL: ( nZ = nt = 3; tz = 8760)
LB-2 = LV-2 = rp.rf.LF.nz/nt = 0,5.10-2.10-2.1 = 5.10-5 LC-2 = LM-2 = LW-2 = LZ-2 = LO.nz/nt = 10-3.1 = 10-3 - Nh ngăr iăroăthƠnhăph n:
+ R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoătr m: RB-2 = ND.PB.LB-2 = 0,687.1.5.10-5 = 3,43.10-5
+ R iăroăliênăquanăđ n l i h th ngăbênătrongăkhiăsétăđánhăvƠoătr m: RC-2 = ND.PC.LC-2 = 0,687.1.10-3 = 6,87.10-4
V i PC = PSPD.CLD = 1.1 = 1
+ R iăroăliênăquanăđ n l i h th ngăbênătrongăkhiăsétăđánhăg nătr m: RM-2 = NM.PM.LM-2 = 8,733.1.10-3 = 8,733.10-3
V i PM = 1
+ R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ng dây ngu n: RV/P-2 = NL/P.PV.LV-2 = 0,144.1.5.10-5 = 7,2.10-6
+ R i ro thi t h i v v t ch tăkhiăsétăđánhătr c ti păvƠoăđ ngădơyăvi năthông: RV/T-2 = NL/T.PV.LV-2 = 0,24.1.5.10-5 = 1,2.10-5
+ R iăroăliênăquanăđ n l i h th ng bên trong khi sétăđánhăvƠoăcácăđ ngădơyăngu nă vƠăđ ngădơyăvi năthôngăđiăvƠoăcôngătrình:
RW/P-2 = NL/P.PW.LW-2 = 0,144.1.10-3 = 1,44.10-4 V i PW = PSPD.PLD.CLD = 1.1.1 = 1
RW/T-2 = NL/T.PW.LW-2 = 0,24.1.10-3 = 2,4.10-4
+ R iăroăliênăquanăđ n l i h th ng bên trongăkhiăsétăđánhăg năcácăđ ng dây d ch v điăvƠoăcôngătrình: RZ/P-2 = Nl/P.PZ/P.LZ-2 = 14,4.0,3.10-3 = 4,32.10-3 V i PZ/P = PSPD.PLI/P.CLI = 1.0,3.1 = 0,3 RZ/T-2 = Nl/T.PZ/P.LZ-2 = 24.0,5.10-3 = 12.10-3 V i PZ/T = PSPD.PLI/T.CLI = 1.0,5.1 = 0,5 R2 = RB-2 + RC-2 + RM-2 + RV/P-2 + RV/T-2 + RZ/P-2 + RZ/T-2 = 3,43.10-5 + 6,87.10-4 + 8,733.10-3 + 7,2.10-6 + 1,2.10-5 + 1.44.10-4 + 2,4.10-4 + 4,32.10-3 + 12.10-3 = 0,0262 Lo i r i ro Khu v c TP. H Chí Mính R1 5,734.10-4 R2 0,0262
Ch ng 4
PHÂN TÍCH ĐỄNH GIỄ CỄC R I RO DO SÉT GÂY
RA CHO CÁC TR M VI N THÔNG THEO QCVN 32:2011/BTTTT 4.1. T NG QUAN
Trongăch ngă2,ăch ngă3ăchoăth y r ngăsétăđánhăvƠoăcácăcôngătrìnhăm t cách ng u nhiên và các thông s v sét không th bi tătr căđ c. Nh ng thi t h i và t n th t do sét gây ra là r t l n v v t ch tăcũngănh ăconăng i. Vi c b o v sét hay ch ng sét cho các công trình là c n thi tănh ngăs d ng bi n pháp b o v và c păđ nào thì c n ph i d a trên các nghiên c u,ăphơnătíchăvƠăđánhăgiáănh ng r i ro do sét gây ra nh m gi m các thi t h i và t n th t cho các công trình nói chung. Tuy nhiên, m iăcôngătrìnhăđ u có nh ngăđ căđi m riêng v c u trúc, v v trí xây d ng và c t m quan trọng c aăcôngătrìnhăđóăđ i v iăđ i s ng, kinh t , chính tr mà nh ng d ch v do nh ng côngătrìnhăđóămangăl i.
Ngày nay, thu t ng ắăTh gi i PhẳngăẰănh m th hi n s bùng n v thông tin liên l c, s giao ti p c aăconăng i không còn ràng bu c b i không gian và th i gian.ăPh ngăth c giao ti p c aăconăng i v iănhauăđ c th c hi n thông qua các h th ngă nh ă Ineternet,ă m ngă diă đ ngầă đ c s d ng r t ph bi n. M t trong nh ng thành ph n t o nên h th ng, m ngăl i thông tin liên l c là nh ng tr m thu phát sóng hay gọi là các tr m vi năthông.ăĐaăs các tr m vi n thông có nh ngăđ c đi m sau:
- Phân b r ngăvƠăth ngăđ t nh ngăn iăcôngăc ng.
- Có c tăAntenăth ng làm b ng s t thép và cao t 40 ậ 100m so v i m tăđ t. - Trong tr m có r t nhi u thi t b đi n ậđi n t .
- Có h th ngăcápăđi năvƠăcápăđ ng tr c th c hi n cung c păđi n và truy n d n tín hi u cho tr m.
V i nh ngăđ căđi m trên, kh nĕngăsétăđánhătr c ti p ho c g n các tr m vi n thông gây thi t h i và t n th t là r t l n. Ngu n g c c a nh ng thi t h i do sét gây
ra cho các tr m vi năthôngăcũngălƠădòngăđi n sét. Các lo i thi t h iăcũngăph thu c vào c v tríăsétăđánhăvƠăcácăđ căđi m c a t ng tr m vi n thông.
4.2. NH NG THI T H I DO SÉT Đ I V I TR M VI N THÔNG 4.2.1. Gây t n th ng cho con ng i
V nguyên t c,ăconăng iăcũngăch uătácăđ ng gi ngănh ăcácăsinhăv t khác khi bên trong ho c g n tr m vi n thông b sétăđánh.ăD iătácăđ ng c a s căđi n đ ngădoăsétăgơyăra,ăconăng i s b gi tăđi n gây nên nh ngăth ngăt n t m th i ho căvĩnhăvi n,ăcũngăcóăth gây ch tăng iăvƠăth ng thì ch ti p xúc s gây cháy b ng.
KhiăsétăđánhăvƠoătr m,ădòngăđi n sét v iăc ngăđ c c l n ch y t đ u thu sét qua h th ng dây d n xu ng h th ng ti păđ a và t năvƠoăđ t. Nó có th t o ra s chênh l chăđi n th gi a các thành ph n d năđi n ho c gi a thành ph n d năđi n v i th đ t, t oăraăđi n áp ti păxúcăvƠăđi năápăb c.ăĐi n áp ti p xúc có th đ c xác đ nhănh ăs chênh l chăđi n th gi a các v t d năđi năcóădòngăsétăđiăquaămƠăconă ng i ti p xúc v iăđi n th c a sàn ho căđ t ch conăng iăđ ng.ăĐi năápăb c liên quanăđ n s chênh l chăđi n th trên m tăđ tăkhiădòngăđi n sét t năvƠoăđ t. Nó có th lƠăđi n áp gi a hai chân ho c hai b ph n khác nhau c aăconăng i ti p xúc v i m tăđ t. R i ro t năth ngădoăđi năápăb c có th t n t i trong kho ng cách 50m t ch sétăđánhăxu ngăđ t.ăTrongătr ng h păsétăđánhăvƠoătr m thì kho ng cách này ph thu căvƠoăc ngăđ c aădòngăđi n sét, c u trúc c a h th ng ti păđ aăvƠăđi n tr đ t c a khu v căđó.
Nh ăv y, thi t h i này ch y uălƠăconăng i b gi tăđi nădoă đi năápăb c ho că đi n áp ti pă xúcă sinhă raă khiă sétă đánhă tr c ti p vào tr m ho că đánh vào các tuy n dây d n n i v i tr m.
Hình 4.1. Sựhình thành điện áp tiếp xúc và điện áp bước khi sét đánh vào trạm gây tổn thương cho con người
4.2.2. Thi t h i v t lý
Thi t h i v tălỦăkhiăsétăđánhăvƠoătr m vi n thông ch y u do nh ngătácăđ ng v nhi tăvƠăđi năđ ng học c aădòngăđi n sét.
KhiăsétăđánhăvƠoătr m ngay l p t c gây thi t h i v m tăc ăhọc do nh ng tác đ ng v nhi t ho c t o ra nh ng ng su tăđi năđ ng học, ho c cháy n do h quang c a tia sét (gây cháy, n , b v , cong vênh...). M t nguyên nhân n aăcũngăcóăth gây cháy n là hi năt ngăquáăđi n áp ho căquáădòngăđi năkhiădòngăđi n sét ch y trong các v t li u d năđi năgơyăphóngăđi n,ăđánhăth ngăcáchăđi n, và nóng ch y kim lo i.
4.2.3. H h ng các h th ng đi n ậ đi n t bên trong tr m:
NguyênănhơnălƠădoăcácătácăđ ngăđi n t c aădòngăđi n sét. C th là do các xung nhi u lo n v iăbiênăđ c c l n gây hi năt ngăquáăđi n áp ho căquáădòngăđi n khiăsétăđánhătr c ti p vào tr m ho c trên các tuy n dây d n vào tr m.
Hình 4.2 cho th y m i liên h gi a s l ngăh ăh ng tính trên m tănĕmăvƠă th i gian tính theo gi trên m tănĕmăng ng truy năphátăsóngădoăsétăđánhăc a các tr m vi năthôngăkhôngăđ c b o v Châu Âu.
Đi n áp ti p xúc
Hình 4.2. Sốlượng hư hỏng trên một năm (1) và thời gian tính theo giờ ngừng truyền phát trên một năm (2) do sét đánh của các trạm viễn thông không được bảo
vệở Châu Âu.
T k t qu th ng kê cho th y th i gian ng ng truy n phát sóng c a tr m vi n thông s t l v i s l năsétăđánh.ăĐi uănƠyăcũngăcóănghĩaăsétăđánhăs lƠmăgiánăđo n ho tăđ ng c a tr m và gây t n th t cho các d ch v công c ng.
M căđ và lo i thi t h i cho tr m vi n thông ph thu c vào v trí c a sét đánhănh :
- Sétăđánhătr c ti p vào tr m ho c trên các tuy n dây d n n i k t v i tr m có th gây ra thi t h i v v tălỦ,ăh ăh ng các h th ngăđi n ậđi n t bên trong tr m vƠăcũngăcóăth gây t năth ngăđ năconăng i n u có m t trong tr m.
- Sétăđánhăxu ngăđ t g n tr m ho c g n tuy n dây d n n i k t v i tr m có th ch gơyăh ăh ng các h th ng bên trong tr m.
Trong th c t có r t nhi uătr ng h păsétăđánhăgơyăthi t h i cho m t tr m vi năthông,ănh ăgơyăh ăh ng h th ngăđi n cung c p cho tr m ho căgơyăh ăh ng gƣyăđ c t anten. V i h th ngăđi n cung c p cho tr m,ăsétăđánhătr c ti p ho c g n đ ng dây cung c păđi n s gơyăquáăđi n áp c c b d năđ năh ăh ng các máy bi n áp h áp ho c máy bi n áp cách ly, gây m tăđi n cho các thi t b thông tin liên l c. V i các c tăanten,ădòngăđi n sét ch yătrongăđ u thu sét qua dây d n xu ngăđ t có th t o ra s chênh l chăđi n th gi a các ph n khác nhau trong h th ng n iăđ t d n đ năđánhăth ngăcáchăđi n ho c t o ra các ng su tăc ăvƠănhi t.
4.3. ĐỄNH GIỄ R I RO 4.3.1. Phân tích r i ro
Thi t h i và t n th tăgơyăraădoăsétăđánhăđ i v i các tr m vi n thông là r t l n n uăchúngăkhôngăđ c b o v . Các bi n pháp b o v cho tr măcũngăph i d a trên k t qu c a vi c nghiên c uăphơnătíchăvƠăđánhăgiáăr i ro c a các thi t h i mà sét có th gây ra. Công vi c này ph thu c vào m t s nhân t quan trọng sau:
- Lo i các d ch v đ uăvƠo,ăđ c bi t là các lo i cáp vi năthông,ăcápăđi n l c n i v i tr m.
- Hìnhădáng,ăkíchăth c c a tòa nhà ch a các thi t b và kh nĕngăcheăch n c a v t li u xây d ngănênătòaănhƠăđóăđ i v iăcácătácăđ ng do sét.
- Vi c thi t k các h th ngăđi n ậđi n t bên trong tr m bao g m c cách b trí và cách s d ng cho vi c che ch n b o v bên trong các tuy n cáp.
- Các bi n pháp b o v ,ăđ c tích h p trên c u trúc c a tòa nhà, v n có c a các thi t b ho c trên b m t gi a bên trong và bên ngoài các s i cáp.
R i ro thi t h iădoăsétăđánhăđ i v i các công trình vi năthôngăcũngăph thu c